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什么是碳素钢?(什么叫碳钢)

发布:2024-08-07 浏览:49

核心提示:碳素钢 碳素钢是近代工业中使用最早、用量最大的基本材料。世界各工业国家,在努力增加低合金高强度钢和合金钢产量的同时,也非常注意改进碳素钢质量,扩大品种和使用范围。 目前碳素钢的产量在各国钢总产量中的比重,约保持在80%左右,它不仅广泛应用于建筑、桥梁、铁道、车辆、船舶和各种机械制造工业,而且在近代的石油化学工业、海洋开发等方面,也得到大量使用。 其含碳量小于2.11%,除铁、碳和限量以内的硅、锰、磷、硫等杂质外,不含其他合金元素的铁碳合金。工业用碳钢的含碳量一般为0.05%~1.35%。碳素钢的性能主要取

碳素钢 碳素钢是近代工业中使用最早、用量最大的基本材料。
世界各工业国家,在努力增加低合金高强度钢和合金钢产量的同时,也非常注意改进碳素钢质量,扩大品种和使用范围。
目前碳素钢的产量在各国钢总产量中的比重,约保持在80%左右,它不仅广泛应用于建筑、桥梁、铁道、车辆、船舶和各种机械制造工业,而且在近代的石油化学工业、海洋开发等方面,也得到大量使用。
其含碳量小于2.11%,除铁、碳和限量以内的硅、锰、磷、硫等杂质外,不含其他合金元素的铁碳合金。
工业用碳钢的含碳量一般为0.05%~1.35%。
碳素钢的性能主要取决于含碳量。
碳素钢按化学成分(即以含碳量)可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。
(1)低碳钢 又称软钢,含碳量从0.10%至0.25%低碳钢易于接受各种加工如锻造,焊接和切削,常用于制造链条,铆钉,螺栓,轴等。
(2)中碳钢 碳量0.25%~0.60%的碳素钢。
有镇静钢、半镇静钢、沸腾钢等多种产品。
除碳外还可含有少量锰(0.70%~1.20%)。
按产品质量分为普通碳素结构钢和优质碳素结构钢。
热加工及切削性能良好,焊接性能较差。
强度、硬度比低碳钢高,而塑性和韧性低于低碳钢。
可不经热处理,直接使用热轧材、冷拉材,亦可经热处理后使用。
淬火、回火后的中碳钢具有良好的综合力学性能。
能够达到的最高硬度约为HRC55(HB538),σb(抗拉强度)为600~1100MPa。
所以在中等强度水平的各种用途中,中碳钢得到最广泛的应用,除作为建筑材料外,还大量用于制造各种机械零件。
(3)高碳钢 常称工具钢,含碳量从0.60%至1.70%,可以淬硬和回火。
锤,撬棍等由含碳量0.75%的钢制造;切削工具如钻头,丝攻,铰刀等由含碳量0.90%至1.00%的钢制造。
碳素钢制造工艺 碳素钢大都采用氧气转炉和平炉冶炼,优质碳素钢也采用电弧炉生产,其性能主要取决于钢的含碳量和显微组织,在冶炼和轧制加工过程中,会有结疤、裂纹、缩孔残余等缺陷。
根据炼钢过程脱氧程度的不同,碳素钢可分为镇静钢、沸腾钢和介于两者之间的半镇静钢。
冶炼方法对钢的性能影响,主要是通过钢的纯净度而起作用的。
人们通过真空处理、炉外精炼和喷吹技术等,都可获得更高纯净度的钢,从而显著改善了碳素钢的品质。
碳素钢的塑性加工工艺通常分为热加工和冷加工。
经过热加工,钢锭中的小气泡、疏松等缺陷被焊合起来,使钢的组织致密。
同时,热加工可破坏铸态组织、细化晶粒。
使锻轧的钢材比铸态具有更好的力学性能。
经冷加工的钢,随着冷塑性变形程度增大,强度和硬度增加,塑性和韧性降低。
为提高成材率,广泛应用连续铸钢工艺。
1.转炉炼钢法 这种炼钢法使用的氧化剂是氧气。
把空气鼓入熔融的生铁里,使杂质硅、锰等氧化。
在氧化的过程中放出大量的热量(含1%的硅可使生铁的温度升高200摄氏度),可使炉内达到足够高的温度。
氧气顶吹转炉炼钢法反应速度快,生产率高,不需要燃料,热效率高,成为冶金史上发展最迅速的新技术,并逐渐取代平炉成为炼钢方法的主流。
转炉主体设备是实现炼钢工艺的主要设备,它由炉体(炉口、炉身和炉底)、炉体支撑装置和炉体倾动机构等组成。
2.平炉炼钢 平炉炼钢使用的氧化剂通入的空气和炉料里的氧化物,(废铁, 废钢,铁矿石)。
反应所需的热量是由燃烧气体燃料(高炉煤气,发生炉煤气)或液体燃料(重油)所提供。
平炉炉体由上、下两部分组成。
上部包括熔炼室、 炉头,下部结构包括沉渣室、蓄热室、换向阀及排烟系统等。

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